DE69717398T2 - Optical isomers of derivatives of campholene aldehyde - Google Patents
Optical isomers of derivatives of campholene aldehydeInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Mischung der 4 Diastereomeren 1'S,2R,3S; 1'S,2S,3R; 1'S,2S,3S und 1'S,2R,3R von (E)-3-Methyl-5-(2,2,3-trimethylcyclopent-3- en-1-yl)pent-4-en-2-ol, einer Mischung der 4 Diastereomeren 1'R,2S,3R; 1'R,2R,3S; 1'R,2R,3R und 1'R,2S,3S von (E)-3-Methyl-5-(2,2,3-trimethylcyclopent-3- en-1-yl)pent-4-en-2-ol und auf (1'S,2S,3R)-(E)-3-Methyl-5- (2,2,3-trimethylcyclopent-3-en-1-yl)pent-4-en-2-ol, (1'R,2S,3R)-(E)-3-Methyl-5-(2,2,3-trimethylcylcopent-3-en- 1-yl)pent-4-en-2-ol und auf ein Verfahren zur Herstellung dieser Verbindungen oder Mischungen. Des weiteren bezieht sich die Erfindung auf irgendeine Isomerenmischung von (E)-3-Methyl-5-(2,2,3-trimethylcyclopent-3-en-1-yl)pent-4- en-2-ol, welcher mit einer oder beiden der Verbindungen oder Mischungen angereichert ist, insbesondere auf eine Duftstoffzusammensetzung, welche irgendeine Isomerenmischung von (E)-3-Methyl-5-(2,2,3- trimethylcyclopent-3-en-1-yl)pent-4-en-2-ol enthält, die mit einer oder beiden der obigen Verbindungen oder Mischungen angereichert ist, und auf die Verwendung irgendeiner der Verbindungen oder Mischungen als Geruchsstoffe. An dieser Stelle und nachfolgend ist mit dem Ausdruck "angereichert" gemeint, dass ein Überschuss von einer oder beiden der beiden am Anfang genannten Verbindungen oder Mischungen in einer Isomerenmischung von (E)-3-Methyl-5-(2,2,3-trimethylcyclopent-3-en-1-yl)pent-4- en-2-ol vorliegt, d. h. dass ein bestimmtes Isomer oder eine Mischung von Isomeren in einer überproportionalen Menge anwesend ist. Beispielsweise ist eine Mischung von 4 Diastereomeren von (1'S)-(E)-3-Methyl-5-(2,2,3- trimethylcyclopent-3-en-1-yl)pent-4-en-2-ol mit dem 1'S,2S,3R Isomer angereichert, wenn es mehr als 25% des besagten 1'S,2S,3R Isomers enthält.The present invention relates to a mixture of the 4 diastereomers 1'S,2R,3S;1'S,2S,3R;1'S,2S,3S and 1'S,2R,3R of (E)-3-methyl-5-(2,2,3-trimethylcyclopent-3-en-1-yl)pent-4-en-2-ol, a mixture of the 4 diastereomers 1'R,2S,3R;1'R,2R,3S;1'R,2R,3R and 1'R,2S,3S of (E)-3-methyl-5-(2,2,3-trimethylcyclopent-3-en-1-yl)pent-4-en-2-ol and to (1'S,2S,3R)-(E)-3-methyl-5-(2,2,3-trimethylcyclopent-3-en-1-yl)pent-4-en-2-ol, (1'R,2S,3R)-(E)-3-methyl-5-(2,2,3-trimethylcyclopent-3-en-1-yl)pent-4-en-2-ol and to a process for preparing these compounds or mixtures. Furthermore, the invention relates to any isomer mixture of (E)-3-methyl-5-(2,2,3-trimethylcyclopent-3-en-1-yl)pent-4-en-2-ol enriched with one or both of the compounds or mixtures, in particular to a fragrance composition containing any isomer mixture of (E)-3-methyl-5-(2,2,3-trimethylcyclopent-3-en-1-yl)pent-4-en-2-ol enriched with one or both of the above compounds or mixtures, and to the use of any of the compounds or mixtures as fragrances. Here and below, the term "enriched" means that an excess of one or both of the two compounds or mixtures mentioned at the beginning is present in an isomer mixture of (E)-3-methyl-5-(2,2,3-trimethylcyclopent-3-en-1-yl)pent-4-en-2-ol, i.e. that a certain isomer or mixture of isomers is present in a disproportionate amount. For example, a mixture of 4 diastereomers of (1'S)-(E)-3-methyl-5-(2,2,3-trimethylcyclopent-3-en-1-yl)pent-4-en-2-ol with enriched in the 1'S,2S,3R isomer if it contains more than 25% of said 1'S,2S,3R isomer.
Trotz der zahlreichen Studien auf dem Gebiet der Derivate von campholenischem Aldehyd, bleibt die Vorhersage der olfaktorischen Eigenschaften verschiedener Isomere, und im Speziellen optischer Isomere, eine schwierige Herausforderung. Bis jetzt ist es nicht möglich vorherzusagen, welche absolute Konfiguration an Kohlenstoffatomen des Fünfringes und der Seitenketten solcher Derivate den stärksten, substantiellsten und/oder natürlichsten Sandelholz-Geruch auslöst.Despite the numerous studies in the field of campholenic aldehyde derivatives, the prediction of the olfactory properties of different isomers, and in particular optical isomers, remains a difficult challenge. So far, it is not possible to predict which absolute configuration of carbon atoms of the five-membered ring and the side chains of such derivatives will elicit the strongest, most substantial and/or most natural sandalwood odor.
Ostindisches Sandelholz-Öl ist beschrieben worden als "womöglich eines der wertvollsten Parfumerie-Materialien von der Antike bis hin in die Moderne, und es gibt keine Zeichen, dass seine. Popularität abnimmt" (E. Guenther in "The Essential Oils", D. Van Nostrand Company, Inc., New York, 1952, Vol 5. S 173). Dieses Öl wird in der Parfum- Industrie weitreichend angewandt und würde noch weitreichender angewandt werden, wenn der Vorrat nicht limitiert und die Kosten nicht hoch wären.East Indian Sandalwood Oil has been described as "possibly one of the most valuable perfumery materials from ancient times to modern times, and there is no sign of its popularity diminishing" (E. Guenther in "The Essential Oils", D. Van Nostrand Company, Inc., New York, 1952, Vol 5. p 173). This oil is widely used in the perfume industry and would be even more widely used if supplies were not limited and costs were not high.
Während vieler Jahre bestand das Bedürfnis nach synthetischen Ersatzmitteln, welche als Sandelholzersatzmittel oder als Füllstoff verwendet werden könnten.For many years there was a need for synthetic substitutes that could be used as sandalwood substitutes or as fillers.
Die Aktivitäten in der Analyse von Sandelholz-Öl und die Suche nach synthetischen Ersatzmitteln wurde umfassend beschrieben (siehe E.-J. Brunke und E. Klein in "Fragrance Chemistry - The Science of the Sense of Smell", E. T. Theimer, Hrsg., Academic Press, New York, N. Y. 1982, S. 397; K. H. Shankaranarayana und K. Parthasarathi, Perfumer and Flavourist, 9, 17, (1984); G. Ohloff, Ch. Fehr in "Perfumes - Art, Science and Technology", P. M. Mueller, D. Lamparsky, Hrsg., Elsevier Science Publishers, London, New York 1991, S. 298; G. Frater und D. Lamparsky, ibid, S. 561).The activities in the analysis of sandalwood oil and the search for synthetic substitutes have been extensively described (see E.-J. Brunke and E. Klein in "Fragrance Chemistry - The Science of the Sense of Smell", ET Theimer, ed., Academic Press, New York, NY 1982, p. 397; KH Shankaranarayana and K. Parthasarathi, Perfumer and Flavourist, 9, 17, (1984); G. Ohloff, Ch. Fehr in "Perfumes - Art, Science and Technology", PM Mueller, D. Lamparsky, ed., Elsevier Science Publishers, London, New York 1991, p. 298; G. Frater and D. Lamparsky, ibid, p. 561).
EP-A-203528 und US-Patent Nr. 4,696,766 beschäftigen sich unter anderem mit der Verbindung (E)-3-Methyl-5-(2,2,3- trimethylcyclopent-3-en-1-yl)pent-4-en-2-ol der Formel EP-A-203528 and US Patent No. 4,696,766 deal, inter alia, with the compound (E)-3-methyl-5-(2,2,3-trimethylcyclopent-3-en-1-yl)pent-4-en-2-ol of the formula
insbesondere mit zwei Paaren von Enantiomeren davon. Die Verbindung hat die olfaktorischen Eigenschaften von Sandelholz. Es wurde gezeigt, dass die olfaktorischen Eigenschaften von Sandelholz von (E)-3-Methyl-5-(2,2,3- trimethylcyclopent-3-en-1-yl)pent-4-en-2-ol von dessen relativer Konfiguration abhängt (siehe unten). Wegen der drei assymetrischen Zentren (*) in der Verbindung der Formel I werden acht optische Isomere (vier Paare von Enantiomeren) erwartet. Mittels Flüssig/Gas- Chromatographie auf einer Carbowax® 20 M Kapillarsäule oder mittels "Spinning-Band"-Destillation wurde die Verbindung in eine tiefersiedende und eine höhersiedende Komponente getrennt. Des weiteren löste eine Flüssig/Gaschromatographische Analyse auf einer Ethylenglykolsuccinat-Kapillarsäule jede dieser zwei Komponenten auf, was die Anwesenheit der vier diastereomeren Enantiomerenpaare bestätigte.in particular with two pairs of enantiomers thereof. The compound has the olfactory properties of sandalwood. It has been shown that the olfactory properties of sandalwood of (E)-3-methyl-5-(2,2,3- trimethylcyclopent-3-en-1-yl)pent-4-en-2-ol depend on its relative configuration (see below). Due to the three asymmetric centers (*) in the compound of formula I, eight optical isomers (four pairs of enantiomers) are expected. The compound was separated into a lower boiling and a higher boiling component by liquid/gas chromatography on a Carbowax® 20 M capillary column or by spinning ribbon distillation. Furthermore, liquid/gas chromatography analysis on an ethylene glycol succinate capillary column resolved each of these two components, confirming the presence of the four diastereomeric enantiomer pairs.
Somit bezieht sich die Offenbarung auf zwei tiefersiedende Enantiomerenpaare, z. B. 1'S*,2R*,3S* und 1'S*,2R*,3R*, und zwei höhersiedende, z. B. 1'S*,2R*,3R* und 1'S*,2S*,3S*. Es wurde berichtet, dass die zwei tiefersiedenden Enantiomerenpaare die organoleptisch aktiven Verbindungen sind, welche einen sehr intensiven sahnigen, hölzernen, moschusartigen Sandelholzgeruch besitzen und wegen ihrer moschusartigen und sandelholzartigen Qualitäten wertvolle Inhaltsstoffe für die Verwendung in Duftstoffzusammensetzungen sind. Die Mischung dieser Paare von Enantiomeren wird beschrieben als intensiver, als irgendeines der campholenischen Aldehyd-Derivate, welche vorher beschrieben worden sind. Allerdings wurde sowohl vom Duft der einzelnen Enantiomere der zwei interessantesten Enantiomerenpaare, d. h. 1'S*,2R*,3S* und 1'S*,2R*,3R*, als auch von jenem der anderen vier Stereoisomere, welche zusammen ein erfolgreiches unter dem Namen Ebanol verkauftes Parfümerie-Rohmaterial bilden, nichts offenbart. Es sollte bemerkt werden, dass die oben beschriebenen tiefersiedenden Enantiomerenpaare kommerziell nicht erhältlich sind.Thus, the disclosure relates to two lower boiling enantiomer pairs, e.g. 1'S*,2R*,3S* and 1'S*,2R*,3R*, and two higher boiling ones, e.g. 1'S*,2R*,3R* and 1'S*,2S*,3S*. The two lower boiling enantiomer pairs have been reported to be the organoleptically active compounds which have a very intense creamy, woody, musky sandalwood odor and are valuable ingredients for use in fragrance compositions because of their musky and sandalwood qualities. The mixture of these pairs of enantiomers is described as being more intense than any of the campholenic aldehyde derivatives previously described. However, nothing has been disclosed of the scent of the individual enantiomers of the two most interesting enantiomer pairs, i.e. 1'S*,2R*,3S* and 1'S*,2R*,3R*, as well as that of the other four stereoisomers which together form a successful perfumery raw material sold under the name Ebanol. It should be noted that the lower boiling enantiomer pairs described above are not commercially available.
Die vier Enantiomerenpaare sind unten gezeigt: The four enantiomer pairs are shown below:
Wie in EP-A-203528 beschrieben wird die Mischung der Diastereomeren von Verbindung 1 in einer Folge von Schritten wie unten skizziert hergestellt. As described in EP-A-203528, the mixture of diastereomers of compound 1 is prepared in a sequence of steps as outlined below.
Die Verbindung II ist ein α,β-ungesättigtes Keton, welches zu β,γ-ungesättigtem Keton III umgewandelt wird, welches darauf durch Reduktion des Ketoncarbonyls zum entsprechenden Alkohol zu Verbindung I reduziert wird.Compound II is an α,β-unsaturated ketone which is converted to β,γ-unsaturated ketone III, which is then reduced to compound I by reduction of the ketone carbonyl to the corresponding alcohol.
Verbindung II wird aus campholenischem Aldehyd mittels einer Aldolkondensation hergestellt, wobei der campholenische Aldehyd aus α-Pinen über α-Pinen-Epoxid hergestellt wird. Dies ist ein in der Technik gut bekanntes Verfahren, siehe beispielsweise US-Patent Nr. 4,052,341.Compound II is prepared from campholenic aldehyde by an aldol condensation, where the campholenic aldehyde is prepared from α-pinene via α-pinene epoxide. This is a well-known process in the art, see, for example, U.S. Patent No. 4,052,341.
Man hat jetzt gefunden, dass die olfaktorischen Eigenschaften jeder der einzelnen optischen Isomere dieser Mischung von acht Komponenten entscheidend für die Ausarbeitung einer besseren (aber immer noch gewerblich machbaren) Ausführung der Zusammensetzung, welche mit dem/n wertvolleren Isomer/en angereichert ist/sind. Dies kann die Qualität des kommerzialisierten Rohmaterials entscheidend verbessern, indem es mehr und besseren Geruch bei selbem Gewicht bietet, was nicht nur aus wirtschaftlichen, sondern auch aus Gründen der Umwelt wichtig ist.It has now been found that the olfactory properties of each of the individual optical isomers of this eight-component mixture are crucial for developing a better (but still commercially viable) version of the composition enriched with the more valuable isomer(s). This can significantly improve the quality of the commercialized raw material by providing more and better odor for the same weight, which is important not only for economic reasons, but also for environmental reasons.
Bei der Synthese der Verbindung I gemäss der oben beschriebenen Reaktion hängt die Konfiguration des Ausgangsmaterials campholenischer Aldehyd von jener des α- Pinens ab, welches die Konfiguration des C1' Atoms des Endproduktes festlegt. Die Konfiguration der zwei anderen assymetrischen Kohlenstoffe der Verbindung, welche in der Seitenkette lokalisiert sind, namentlich C2 und C3, ist schwieriger zu beeinflussen, kann aber durch sich schnell entwickelnde assymetrische Synthese-Methoden oder durch relativ einfache Trennung der Diastereomere aufgetrennt werden. Eine systematische Anwendung dieser Erkenntnis führt zur Isolation jedes einzelnen Stereoisomers der acht, welche die Verbindung I ausmachen. Auf diese Weise konnten die organoleptischen Eigenschaften jedes der Stereoisomere bestimmt werden.In the synthesis of compound I according to the reaction described above, the configuration of the starting material campholenic aldehyde depends on that of α-pinene, which determines the configuration of the C1' atom of the final product. The configuration of the two other asymmetric carbons of the compound, located in the side chain, namely C2 and C3, is more difficult to influence, but can be resolved by rapidly developing asymmetric synthesis methods or by relatively simple separation of the diastereomers. A systematic application of this knowledge leads to the isolation of each of the eight stereoisomers that make up compound I. In this way, the organoleptic properties of each of the stereoisomers could be determined.
Das vorher Ausgeführte ist schematisch in Fig. 1 und 2 gezeigt. Wenn (1R)-(+)-α-Pinen verwendet wird, um campholenischen Aldehyd über Pinen-Epoxid herzustellen, ist das Produkt (S)-(-)-campholenischer Aldehyd. Wird dieser campholenische Aldehyd als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Verbindung II verwendet und die Reaktion darauf gemäss der obigen Beschreibung durchgeführt (wie in Fig. 1 im oberen Teil gezeigt), werden die vier Diastereomere 1a, 1b, 1c und 1d der Verbindung 1 hergestellt.The foregoing is shown schematically in Fig. 1 and 2. When (1R)-(+)-α-pinene is used to prepare campholenic aldehyde via pinene epoxide, the product is (S)-(-)-campholenic aldehyde. When this campholenic aldehyde is used as the starting material for the preparation of compound II and the reaction is carried out as described above (as shown in Fig. 1 shown in the upper part), the four diastereomers 1a, 1b, 1c and 1d of compound 1 are prepared.
Wenn andrerseits (1S)-(-)-α-Pinen verwendet wird, um campholenischen Aldehyd über Pinen-Epoxid herzustellen, ist das Produkt (1R)-(+)-campholenischer Aldehyd. Wird dieser campholenische Aldehyd als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Verbindung II verwendet und die Reaktion darauf gemäss der obigen Beschreibung durchgeführt (wie in Fig. 1 im oberen Teil gezeigt), werden die anderen vier Diastereomere, namentlich 2a, 2b, 2c und 2d der Verbindung 1 hergestellt. Nachdem die Stereoisomere mittels Flash- Chromatographie getrennt wurden, um 2 Paare von Diastereomeren zu erhalten, werden diese weiter mittels Gas-Chromatographie getrennt, wie in Fig. 2 gezeigt. Die abschliessende Reduktion von Keton III kann assymetrisch durchgeführt werden (z. B. indem L-Selectrid verwendet wird), was vorzugsweise die zwei zuerst eluierten Diastereomere hervorbringt oder diastereomere Paare der Enantiomere: 1a + 1b oder 2a + 2b. Wenn im Ausgangsmaterial der enantiomere Überschuss verschieden von 100% ist, werden folglich vorzugsweise zwei diastereomere Eantiomerenpaare 1a + 1b und 2a + 2b erhalten, wie in Beispiel 2 gezeigt wird, worin die Isomeren (1'S*,2R*,3S*) und (1'S*,2S*,3R*) 79% des Produkts ausmachen. Zusätzlich zeigt Fig. 2 die Relevanz des Sandelholzgeruches, wie er für jedes der Stereoisomere gemessen wird, indem sein Geruchsschwellenwert bestimmt wird.On the other hand, if (1S)-(-)-α-pinene is used to prepare campholenic aldehyde via pinene epoxide, the product is (1R)-(+)-campholenic aldehyde. If this campholenic aldehyde is used as a starting material for the preparation of compound II and the reaction is carried out as described above (as shown in Fig. 1 in the upper part), the other four diastereomers, namely 2a, 2b, 2c and 2d of compound 1 are prepared. After the stereoisomers are separated by flash chromatography to obtain 2 pairs of diastereomers, they are further separated by gas chromatography as shown in Fig. 2. The final reduction of ketone III can be carried out asymmetrically (e.g. using L-selectride), which preferentially yields the two first eluted diastereomers or diastereomeric pairs of the enantiomers: 1a + 1b or 2a + 2b. Thus, if in the starting material the enantiomeric excess is different from 100%, two diastereomeric pairs of enantiomers 1a + 1b and 2a + 2b are preferably obtained, as shown in Example 2, where the isomers (1'S*,2R*,3S*) and (1'S*,2S*,3R*) constitute 79% of the product. In addition, Fig. 2 shows the relevance of the sandalwood odor as measured for each of the stereoisomers by determining its odor threshold.
Die Geruchsschwelle ist eine physikalische Eigenschaft der Zusammensetzung und wird definiert als "seine tiefste Konzentration in der Luft, welche durchwegs von reiner Luft unterschieden werden kann" (J. E. Amoore in "Fragrance Chemistry - The Science of the Sense of Smell", E. T. Theimer, Hrsg., Academic Press, New York, N. Y., 1982, S. 34). Der Geruchsschwellenwert wird in Worten als Gewicht des Duftstoffes pro Luftvolumeneinheit ausgedrückt, wie es von der Olfaktometrie, einer Technik, die dem Fachmann bekannt ist und die von Amoore diskutiert wird, bestimmt wird. Im Wesentlichen ist der Geruchsschwellenwert die kleinste Menge eines Geruchsstoffes, der anwesend sein muss, um in einer Luftvolumeneinheit ermittelt zu werden, d. h. von der Luft selbst unterschieden zu werden.The odour threshold is a physical property of the composition and is defined as "its lowest concentration in the air which can be consistently distinguished from pure air" (JE Amoore in "Fragrance Chemistry - The Science of the Sense of Smell", ET Theimer, ed., Academic Press, New York, NY, 1982, p. 34). The odor threshold is expressed in words as the weight of odorant per unit volume of air, as determined by olfactometry, a technique known to those skilled in the art and discussed by Amoore. Essentially, the odor threshold is the smallest amount of an odorant that must be present in order to be detected in a unit volume of air, that is, to be distinguished from the air itself.
Einzelheiten des Verfahrens und die Resultate werden hiernach beschrieben und in Beispielen erläutert.Details of the procedure and the results are described below and explained in examples.
Vier diastereomere Paare wurden synthetisiert und als solche mittels der Gaschromatographie-Sniff-Technik ausgewertet, die es erlaubt, beide der zwei Diastereomeren jedes Paares separat zu riechen. Auf diese Weise wurden Geruchsprofile und GC (Gaschromatographie)- Geruchsschwellenwerte aller acht optischen Isomere von (E)-3-Methyl-5-(2,2,3-trimethylcyclopent-3-en-1-yl)pent-4- en-2-ol erhalten. Die Resultate sind in Fig. 2 quantifiziert. Unerwarterweise zeigte sich, dass nur ein Isomer der zwei Enantiomeren beider Enatiomerenpaare 1'S*,2R*,3S* und 1'S*,2S*,3R* der Träger des starken natürlichen Sandelholzgeruchs ist, namentlich 1'S,2S,3R und 1'R,2S,3R. Diese Stereoisomere können alle in reiner Form erhalten werden. Das Geruchsintensitätsverhältnis zwischen diesen beiden besten Stereoisomeren (1'S,2S,3R, 1'R,2S,3R) ist ~3-5 : 1. Ihre Gerüche sind bei weitem die stärksten und sie sind offensichtlich die einzigen der acht Bestandteile der Mischung, welche ihr die natürliche, warme, lactonische Duftnote des Sandelholztyps verleihen. Dies zeigt, dass in diesem Fall die Form der Seitenketten, wie sie durch die absolute Konfiguration der C2 und C3 Kohlenstoffe definiert sind, eine Schlüsselrolle in der Wahrnehmung des Sandelholzgeruchs spielt und wichtiger ist als jene des assymetrischen Kohlenstoffes des Kohlenstoffringes.Four diastereomeric pairs were synthesized and evaluated as such using the gas chromatography sniff technique, which allows to smell both of the two diastereomers of each pair separately. In this way, odor profiles and GC (gas chromatography) odor thresholds of all eight optical isomers of (E)-3-methyl-5-(2,2,3-trimethylcyclopent-3-en-1-yl)pent-4-en-2-ol were obtained. The results are quantified in Fig. 2. Unexpectedly, only one isomer of the two enantiomers of both enantiomeric pairs 1'S*,2R*,3S* and 1'S*,2S*,3R* was found to be the carrier of the strong natural sandalwood odor, namely 1'S,2S,3R and 1'R,2S,3R. These stereoisomers can all be obtained in pure form. The odor intensity ratio between these two best stereoisomers (1'S,2S,3R, 1'R,2S,3R) is ~3-5 : 1. Their odors are by far the strongest and they are apparently the only ones of the eight components of the blend that give it the natural, warm, lactonic scent of the sandalwood type. This shows that in this case the shape of the side chains, as determined by the absolute configuration of the C2 and C3 Carbons, plays a key role in the perception of sandalwood odor and is more important than that of the asymmetric carbon of the carbon ring.
Der Begriff "in reiner Form" bezeichnet im vorliegenden Zusammenhang ein Material, welches im wesentlichen frei von weiteren Stereoisomeren ist, vorzugsweise mit wenigstens 90% optischer Reinheit, bevorzugter mit wenigstens 95% optischer Reinheit.The term "in pure form" in the present context refers to a material which is essentially free of further stereoisomers, preferably with at least 90% optical purity, more preferably with at least 95% optical purity.
Die Zuordnung der absoluten Konfiguration aller Stereoisomere, welche in dieser Abhandlung zitiert werden, basiert auf der GC Retentionszeit von diastereoisomeren Paaren von Enantiomeren, wie im US-Patent Nr. 4,696,766, und auf dem Wissen der absoluten Konfiguration des Ausgangsmaterials. (S)-(-)-campholenischer Aldehyd und sein (R)-(+)-Enantiomer wurden gemäss dem bekannten Verfahren ausgehend von (1R)-(+) respektive (1S)-(-)- α- Pinen synthetisiert. Die Pinene mit einem enantiomeren Überschuss (e.e.) von > 98% wurden von Aldrich zur Verfügung gestellt. Der campholenische Aldehyd von Beispiel 2 wurde aus einer industriellen Qualität von (1R)-(+)- α-Pinen mit e.e. = 43% erhalten. Die optische Reinheit der Enantiomere von campholenischem Aldehyd wurde mit Hilfe von Gaschromatographie gemessen, indem eine OV- 1701/octakis(6-Methyl-2,3-dipentyl)-γ-cyclodextrin chirale stationäre Phase verwendet wurde, und bestätigte den e.e. der Pinene. Gaschromatographie-Analysen der Reaktionsprodukte und Zwischenprodukte wurden auf einer Megabore DB 5 30 m · 0.53 mm Säule ausgeführt. Die Messungen der optischen Drehung wurden auf einem Perkin- Elmer 241 Polarimeter durchgeführt. Die Struktur der enantiomer reinen Verbindungen und Mischungen von Diastereomeren, welche in den Beispielen beschrieben sind, wurde mittels deren ¹H und ¹³C NMR-, IR- und Massenspektren geprüft, gleich wie jene der entsprechenden enantiomeren Mischungen, welche in der oben erwähnten US Patent Nr. 4,696,766 beschrieben wurden. Alle synthetisierten Produkte sind farblose Öle.The assignment of the absolute configuration of all stereoisomers cited in this paper is based on the GC retention time of diastereoisomeric pairs of enantiomers, as in US Patent No. 4,696,766, and on the knowledge of the absolute configuration of the starting material. (S)-(-)-campholenic aldehyde and its (R)-(+)-enantiomer were synthesized according to the known procedure starting from (1R)-(+) and (1S)-(-)-α-pinene, respectively. The pinenes with an enantiomeric excess (ee) of > 98% were provided by Aldrich. The campholenic aldehyde of Example 2 was obtained from an industrial grade of (1R)-(+)-α-pinene with ee = 43%. The optical purity of the enantiomers of campholenic aldehyde was measured by gas chromatography using an OV-1701/octakis(6-methyl-2,3-dipentyl)-γ-cyclodextrin chiral stationary phase and confirmed the ee of the pinenes. Gas chromatography analyses of the reaction products and intermediates were carried out on a Megabore DB 5 30 m x 0.53 mm column. Optical rotation measurements were performed on a Perkin-Elmer 241 polarimeter. The structure of the enantiomerically pure compounds and mixtures of diastereomers described in the examples, was examined by their ¹H and ¹³C NMR, IR and mass spectra, as well as those of the corresponding enantiomeric mixtures described in the above-mentioned US Patent No. 4,696,766. All synthesized products are colorless oils.
Diese Verbindung wurde als die entsprechende Enantiomerenmischung von Beispiel II-1 des US Patentes Nr. 4,052,341 ausgehend von 18.0 g (S)-(-)-campholenischem Aldehyd und 52.1 g Butan-2-on erhalten und mittels Destillation auf einer 5 cm Vigreux-Säule gereinigt. Ausbeute: 15.1 g (62%). Das Produkt enthielt geringe Mengen an anderen Isomeren, wurde aber ohne weitere Reinigung im nächsten Schritt verwendet.This compound was obtained as the corresponding enantiomeric mixture of Example II-1 of US Patent No. 4,052,341 starting from 18.0 g of (S)-(-)-campholenic aldehyde and 52.1 g of butan-2-one and purified by distillation on a 5 cm Vigreux column. Yield: 15.1 g (62%). The product contained small amounts of other isomers but was used in the next step without further purification.
7.0 g Keton von Beispiel 1a) wurde tropfenweise während 30 Min. zu einer gerührten Lösung von 5.9 g Kalium-tert- Butoxid in 35 ml Dimethylformamid (DMF) bei 10ºC hinzugefügt. Die gelbe Reaktionsmischung wurde während 5 h bei Raumtemperatur gerührt, dann auf 0ºC gekühlt, rasch mit 25 ml 20% wässriger Essigsäure behandelt und mit 200 ml Methyl-tert-Butylether extrahiert. Der Extrakt wurde mit 2 · 50 ml Wasser gewaschen, getrocknet (MgSO&sub4;) und in vacuo konzentriert, was 5.2 g Rohprodukt als leicht gelbes Öl ergab. Aufreinigung mittels Flash-Chromatographie auf Silika-Gel unter Verwendung einer Methyl-tert- Butylether/Hexan 1 : 15 Mischung als Elutionsmittel ergab 2.7 g (39% Ausbeute) (1'S)-(E)-3-Methyl-5-(2,2,3- trimethylcyclopent-3-en-1-yl)pent-4-en-2-on. GC-Reinheit: 96%; [α]D²² = +51.5º (c. 1.03, Ethanol).7.0 g of ketone from Example 1a) was added dropwise over 30 min to a stirred solution of 5.9 g of potassium tert-butoxide in 35 ml of dimethylformamide (DMF) at 10°C. The yellow reaction mixture was stirred for 5 h at room temperature, then cooled to 0°C, treated rapidly with 25 ml of 20% aqueous acetic acid and extracted with 200 ml of methyl tert-butyl ether. The extract was washed with 2 x 50 ml of water, dried (MgSO₄) and concentrated in vacuo to give 5.2 g of crude product as a slightly yellow oil. Purification by flash chromatography on silica gel using a methyl tert-butyl ether/hexane 1:15 mixture as eluent gave 2.7 g (39% yield) of (1'S)-(E)-3-methyl-5-(2,2,3-trimethylcyclopent-3-en-1-yl)pent-4-en-2-one. GC purity: 96%; [α]D²² = +51.5º (c. 1.03, ethanol).
Eine Lösung von 1.5 g des β,γ-ungesättigten Ketons von Beispiel 1b) in 10 ml reinem Ethanol wurde tropfenweise bei -5ºC und unter Stickstoff zu 0.3 g Natriumborhydrid, welches in 20 ml desselben Lösungsmittels suspendiert wurde, hinzugefügt. Das Rühren wurde während 20 h bei R.T. fortgesetzt, dann wurde die Reaktionsmischung auf 150 ml eiskalte 0.1 N Salzsäure gegossen und mit 2 · 100 ml MTBE extrahiert. Der Extrakt wurde mit 2 · 100 ml Sole gewaschen, getrocknet (MgSO&sub4;) und in vacuo konzentriert, was 1.5 g 93% GC reines Produkt (~ quantitative Ausbeute) als farbloses Öl ergab.A solution of 1.5 g of the β,γ-unsaturated ketone of Example 1b) in 10 ml of pure ethanol was added dropwise at -5°C and under nitrogen to 0.3 g of sodium borohydride suspended in 20 ml of the same solvent. Stirring was continued for 20 h at r.t., then the reaction mixture was poured onto 150 ml of ice-cold 0.1 N hydrochloric acid and extracted with 2 x 100 ml of MTBE. The extract was washed with 2 x 100 ml of brine, dried (MgSO4) and concentrated in vacuo to give 1.5 g of 93% GC pure product (~ quantitative yield) as a colorless oil.
1.5 g des Rohproduktes des vorangegangenen Schrittes wurden mittels Flash-Chromatographie auf Silika-Gel getrennt, wobei eine Methyl-tert-Butylether/Hexan 1 : 5 Mischung als Elutionsmittel verwendet wurde. Zwei Fraktionen mit je nur zwei Bestandteilen wurden isoliert:1.5 g of the crude product from the previous step were separated by flash chromatography on silica gel using a methyl tert-butyl ether/hexane 1:5 mixture as eluent. Two fractions containing only two components each were isolated:
Fraktion 1 (0.5 g; GC Reinheit: > 95%) enthält ~3 : 2 Mischung der Isomere (1'S,2R,3S) und (1'S,2S,3R);Fraction 1 (0.5 g; GC purity: > 95%) contains ~3 : 2 mixture of isomers (1'S,2R,3S) and (1'S,2S,3R);
[α]D²² = +24.5º (c. 1.01, Ethanol); Geruch: Sandelholz, trocken, grün, stark.[α]D²² = +24.5º (c. 1.01, ethanol); Odor: sandalwood, dry, green, strong.
Fraktion 2 (0.25 g; GC Reinheit: > 95%) enthält ~1 : 1 Mischung der Isomere (1'S,2S,3S) und (1'S,2R,3R);Fraction 2 (0.25 g; GC purity: > 95%) contains ~1 : 1 mixture of isomers (1'S,2S,3S) and (1'S,2R,3R);
[α]D²² = +27º (c. 0.99, Ethanol); Geruch: Sellerie, blumig, fruchtig, grün.[α]D²² = +27º (c. 0.99, ethanol); Odor: celery, floral, fruity, green.
Von jedem Isomer hätte mehr aus den weniger reinen Fraktionen isoliert werden können. Beide reinen Fraktionen wurden mittels Gas-Chromatographie auf der Ethylenglycolsuccinat (LAC-4R-886) 39 m · 0.3 mm Glas- Kapillarsäule getrennt. Ihre Bestandteile wurden mit der GC-Sniff Technik ausgewertet. Die Geruchsqualität und die Geruchsschwellenwerte der einzelnen Moleküle werden in Fig. 2 ausführlich dargestellt.More of each isomer could have been isolated from the less pure fractions. Both pure fractions were separated by gas chromatography on the ethylene glycol succinate (LAC-4R-886) 39 m · 0.3 mm glass capillary column. Their components were evaluated using the GC-Sniff technique. The odor quality and the odor threshold values of the individual molecules are shown in detail in Fig. 2.
22 ml einer 1M Lösung von L-Selectride in Tetrahydrofuran (THF) wurde tropfenweise, unter Stickstoff, bei 0-5ºC unter Rühren in 4.1 g (E)-3-Methyl-5-(2,2,3- trimethylcyclopent-3-en-1-yl)pent-4-en-2-on hinzugefügt, welches gemäss Beispiel 1b aus einer industriellen Qualität von (S)-campholenischem Aldehyd (e.e. 43%) hergestellt wurde und in 40 ml desselben Lösungsmittels gelöst wurde. Die Reaktionsmischung wurde stehen gelassen, um sie auf Raumtemperatur aufzuwärmen, und das Rühren wurde während 4 h fortgesetzt. 20 ml Methanol und 200 ml Sole wurden sukzessive hinzugefügt und die wässrige Phase wurde mit 3 · 200 ml Methyl-tert-Butylether (MTBE) extrahiert. Die kombinierten organischen Phasen wurden getrocknet (MgSO&sub4;), das Lösungsmittel wurde in vacuo eingeengt und der Rückstand wurde mittels Flash- Chromatographie (MTBE/Hexan = 1/4) gefolgt von Kolben-zu- Kolben-Destillation bei 0.1 Torr gereinigt. Das Produkt (2.8 g; 67% Ausbeute) enthielt 40, 39, 4.5 und 6.5% diastereomere Paare von Enantiomeren (1'S*,2R*,3S*), (1'S*,2S*,3R*), (1'S*,2S*,3S*) respektive (1'S*,2R*,3R*), das enantiomere Verhältnis jedes Paares betrug 1'S/1'R = 71.5 : 28.5; [α]D²² = + 10.5º (c. 1.00, Ethanol).;22 ml of a 1M solution of L-Selectride in tetrahydrofuran (THF) was added dropwise, under nitrogen, at 0-5°C with stirring, into 4.1 g of (E)-3-methyl-5-(2,2,3-trimethylcyclopent-3-en-1-yl)pent-4-en-2-one, which was prepared according to Example 1b from an industrial grade of (S)-campholenic aldehyde (ee 43%) and dissolved in 40 ml of the same solvent. The reaction mixture was left to warm to room temperature and stirring was continued for 4 h. 20 ml of methanol and 200 ml of brine were added successively and the aqueous phase was extracted with 3 x 200 mL of methyl tert-butyl ether (MTBE). The combined organic layers were dried (MgSO4), the solvent was concentrated in vacuo and the residue was purified by flash chromatography (MTBE/hexane = 1/4) followed by bulb-to-bulb distillation at 0.1 Torr. The product (2.8 g; 67% yield) contained 40, 39, 4.5 and 6.5% diastereomeric pairs of enantiomers (1'S*,2R*,3S*), (1'S*,2S*,3R*), (1'S*,2S*,3S*) and (1'S*,2R*,3R*), respectively, the enantiomeric ratio of each pair was 1'S/1'R = 71.5:28.5; [α]D²² = + 10.5° (c. 1.00, ethanol).;
Geruch: hölzern, Sandelholz, ambra-artig mit Zedernholz und Piniennadeln-Aspekten, stärker und feiner als EbanolSmell: woody, sandalwood, amber-like with cedarwood and pine needle aspects, stronger and finer than Ebanol
Die folgenden (1'R) Enantiomeren wurden ausgehend von (R)- (+)-campholenischem Aldehyd auf die selbe Weise wie deren (1'S)-Analoges von Beispiel 1 hergestellt:The following (1'R) enantiomers were prepared starting from (R)- (+)-campholenic aldehyde in the same manner as their (1'S) analogue of Example 1:
a) (1'R)-(E)-3-Methyl-5-(2,2,3-trimethylcyclopent-3-en-1- yl)pent-3-en-2-ona) (1'R)-(E)-3-Methyl-5-(2,2,3-trimethylcyclopent-3-en-1-yl)pent-3-en-2-one
b) (1'R)-(E)-3-Methyl-5-(2,2,3-trimethylcyclopent-3-en-1- yl)pent-4-en-2-onb) (1'R)-(E)-3-Methyl-5-(2,2,3-trimethylcyclopent-3-en-1-yl)pent-4-en-2-one
GC-Reinheit: 98%; [α]D²² = - 52.5º (c. 1.06, Ethanol).GC purity: 98%; [α]D²² = - 52.5º (c. 1.06, ethanol).
c) (1'R)-(E)-3-Methyl-5-(2,2,3-trimethylcyclopent-3-en-1- yl)pent-4-en-2-olc) (1'R)-(E)-3-Methyl-5-(2,2,3-trimethylcyclopent-3-en-1-yl)pent-4-en-2-ol
d) Trennung der Stereoisomere von (1'R)-(E)-3-Methyl-5- (2,2,3-trimethylcyclopent-3-en-1-yl)pent-4-en-2-old) Separation of the stereoisomers of (1'R)-(E)-3-methyl-5- (2,2,3-trimethylcyclopent-3-en-1-yl)pent-4-en-2-ol
1.5 g (nahezu quantitative Ausbeute) des Rohproduktes des vorangegangenen Schrittes wurde mittels Flash- Chromatographie auf Silika-Gel getrennt, wobei eine Methyl-tert-Butylether/Hexan 1 : 5 Mischung als Elutionsmittel verwendet wurde. Zwei Fraktionen mit je nur zwei Bestandteilen wurden isoliert:1.5 g (almost quantitative yield) of the crude product from the previous step was separated by flash chromatography on silica gel using a methyl tert-butyl ether/hexane 1:5 mixture as eluent. Two fractions containing only two components each were isolated:
Fraktion 1 (0.5 g; GC Reinheit: 91%) enthält ~3 : 2 Mischung von Isomeren (1'R,2S,3R) und (1'R,2R,3S);Fraction 1 (0.5 g; GC purity: 91%) contains ~3 : 2 mixture of isomers (1'R,2S,3R) and (1'R,2R,3S);
[α]D²² = -25.5º (c. 1.15, Ethanol);[α]D²² = -25.5° (c. 1.15, ethanol);
Geruch: sahnig, milchig, süss, Sandelholz, schwächer als jener der entsprechenden Fraktion 1 von Beispiel 1dOdour: creamy, milky, sweet, sandalwood, weaker than that of the corresponding fraction 1 of Example 1d
Fraktion 2 (0.32 g; GC Reinheit: > 95%) enthält ~1 : 1 Mischung von Isomeren (1'R,2R,3R) und (1'R,2S,3S);Fraction 2 (0.32 g; GC purity: > 95%) contains ~1 : 1 mixture of isomers (1'R,2R,3R) and (1'R,2S,3S);
[α]D²² = -24.5º (c. 1.01, Ethanol);[α]D²² = -24.5° (c. 1.01, ethanol);
Geruch: Sellerie, hölzern.Smell: celery, woody.
Von jedem Isomer hätte mehr aus den weniger reinen Fraktionen isoliert werden können. Beide reinen Fraktionen wurden getrennt und ausgewertet. Die Geruchsqualität und die Geruchsschwellenwerte wurden wie in Beispiel 1d mittels der GC-Sniff-Technik bestimmt, die in Fig. 2 dargestellt ist.More of each isomer could have been isolated from the less pure fractions. Both pure fractions were separated and evaluated. Odor quality and odor thresholds were determined as in Example 1d using the GC-sniff technique shown in Fig. 2.
Dieses Beispiel zeigt den Vorteil der Isomere gemäss der Erfindung im Vergleich zu Ebanol, dem Produkt des Standes der Technik, welches ein kommerzialisiertes Isomerengemisch von (E)-3-Methyl-5-(2,2,3- trimethylcyclopent-3-en-1-yl)pent-4-en-2-ol ist. Ein feiner Duftstoff, welcher die folgenden Inhaltsstoffe enthält, wurde hergestellt.This example shows the advantage of the isomers according to the invention compared to Ebanol, the prior art product, which is a commercialized isomer mixture of (E)-3-methyl-5-(2,2,3-trimethylcyclopent-3-en-1-yl)pent-4-en-2-ol. A fine fragrance containing the following ingredients was prepared.
Inhaltsstoffe Menge [g]Ingredients Quantity [g]
C-11 Aldehyd (undecyclenisch) 10% gel. in DPG 0.3C-11 Aldehyde (undecyclic) 10% gel. in DPG 0.3
Allylamylglykolat 0.4Allylamyl glycolate 0.4
Benzylacetat 1.0Benzyl acetate 1.0
Benzylsalicylat 2.0Benzyl salicylate 2.0
Bergamotte-Öl Basis 8.0Bergamot Oil Base 8.0
Cardamom-Öl (Ceylon) 0.2Cardamom oil (Ceylon) 0.2
Cassione (Firmenich), 10% gel. in DPG 0.5Cassione (Firmenich), 10% gel. in DPG 0.5
Citronellylacetat 0.5Citronellyl acetate 0.5
Coumarin crist. 0.5Coumarin crystallized 0.5
Cyclal C, 10% gel. in DPG 0.5Cyclal C, 10% gel. in DPG 0.5
Dipropylenglykol 10.6Dipropylene glycol 10.6
Ebanol 1.0Ebanol 1.0
Galaxolide, 10% gel. DEP 20.0Galaxolide, 10% gel. DEP 20.0
Geraniol 0.8Geraniol 0.8
Hedion 21.0Hedion 21.0
Cis-3-Hexenylsalicylat 3.0Cis-3-Hexenyl Salicylate 3.0
Indolen, 10% gel. in DPG 0.3Indoles, 10% gel. in DPG 0.3
Iso E super 4.0Iso E super 4.0
Cis-Jasmon, 10% gel. in DPG 0.6Cis-jasmone, 10% gel. in DPG 0.6
Linaloolsynth. 6.0Linaloolsynth. 6.0
Linalylacetat 4.0Linalyl acetate 4.0
Mandarin-Öl (Wiederherstellung) 5.0Mandarin Oil (Restoration) 5.0
Patchouli-Öl 2.5Patchouli Oil 2.5
Phenylethanol 4.5Phenylethanol 4.5
Stemon 0.3Stemon 0.3
Vanillin 2.5Vanillin 2.5
100.0 g100.0g
(DPG = Dipropylenglykol; DEP = Diethylphtalat)(DPG = dipropylene glycol; DEP = diethyl phthalate)
Wenn die Qualität des in dieser Zusammensetzung verwendeten Ebanols durch zweimal weniger (auf das Gewicht bezogen) der 3 : 2 Mischung von (1'S,2R,3S) und (1'S,2S,3R)- (E)-3-Methyl-5-(2,2,3-trimethylcyclopent-3-en-1-yl)pent-4- en-2-ol des Beispiels 1d ersetzt wurde, wurde die Sandelholz-Tönung seines Geruches beibehalten und sogar verstärkt. Der Sandelholz-Aspekt wurde somit akzentuiert, wobei weniger des Produktes verwendet wurde.If the quality of the ebanol used in this composition is improved by using twice less (by weight) of the 3 : 2 mixture of (1'S,2R,3S) and (1'S,2S,3R)- (E)-3-methyl-5-(2,2,3-trimethylcyclopent-3-en-1-yl)pent-4- en-2-ol of Example 1d, the sandalwood hue of its odor was maintained and even enhanced. The sandalwood aspect was thus accentuated, using less of the product.
Ein Duftstoff für ein Detergenspulver oder einen Weichmacher wurde mit den folgenden Inhaltsstoffen hergestellt und mit demselben Duftstoff verglichen, welcher allerdings die Isomere der Fraktionen 1 von Beispiel 1d statt Ebanol enthielt.A fragrance for a detergent powder or a softener was prepared with the following ingredients and compared with the same fragrance, but containing the isomers of fractions 1 of Example 1d instead of ebanol.
Inhaltsstoffe Menge [g]Ingredients Quantity [g]
Agrumex 5.0Agrumex 5.0
C-12 Aldehyd (MNA) 0.03C-12 Aldehyde (MNA) 0.03
C-11 Aldehyd (iso) 0.07C-11 Aldehyde (iso) 0.07
Allylcyclohexylpropionat 2.0Allylcyclohexylpropionate 2.0
Anther 1.0Anther 1.0
Bergamotte-Öl Basis 8.0Bergamot Oil Base 8.0
4-tert-Butylcylohexylacetat 10.04-tert-butylcyclohexyl acetate 10.0
Citronellol 4.0Citronellol 4.0
Dihydromyrcenol 3.0Dihydromyrcenol 3.0
Dipropylenglykol 3.0Dipropylene glycol 3.0
Dimethylbenzylcarbinylacetat 4,0Dimethylbenzylcarbinyl acetate 4.0
Ebanol 2.0Ebanol 2.0
Eucalyptus globulus-Öl (China) 0.5Eucalyptus globulus oil (China) 0.5
Geranylacetat 1.5Geranyl acetate 1.5
Fixolid 7.0Fixolide 7.0
cis-Hexenol 0.3cis-Hexenol 0.3
α-Hexylzimtaldehyd 15.0α-Hexylcinnamaldehyde 15.0
β-Ionon 3.0β-Ionone 3.0
Iso E super 2.0Iso E super 2.0
Isoraldein 70 7.0Isoraldeine 70 7.0
cis-Jasmon 0.1cis-Jasmone 0.1
Lilial 6.0Lilial 6.0
Nonadyl 1.0Nonadyl 1.0
Rosen-Oxid 0.5Rose oxide 0.5
Stemon 0.5Stemon 0.5
Undecavertol 0.5Undecavertol 0.5
Verdylacetat 8.0Verdyl acetate 8.0
Verdylpropionat 4.0Verdyl Propionate 4.0
Viridine 1.0Viridine 1.0
100.0 g100.0g
Beim Vergleich der beiden Duftstoffe wurde dieselbe Wirkung wie in Beispiel 4 auf dem feuchten und getrockneten Leinen nach Wasch- und Spülgängen beobachtet.When comparing the two fragrances, the same effect as in Example 4 was observed on the damp and dried linen after washing and rinsing cycles.
Die systematischen chemischen Namen der Trivialnamen der einzelnen oben erwähnten Komponenten sind in Standardwerken aufgeführt, z. B. in Flavour and Fragrance Materials 1996, Allured Publishing Corporation, Carol Stream, Illinois, USA oder Arctander, Perfume and Flavor Chemicals - 1969, veröffentlicht vom Autor, Montclair, New Jersey, USA.The systematic chemical names of the trivial names of the individual components mentioned above are listed in standard works, e.g. in Flavour and Fragrance Materials 1996, Allured Publishing Corporation, Carol Stream, Illinois, USA or Arctander, Perfume and Flavor Chemicals - 1969, published by the author, Montclair, New Jersey, USA.
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